(57)【要約】【課題】攪拌槽を大型化することなく、攪拌槽内連続供給される濁水の滞留時間を長くし、高い攪拌混合効率を得る濁水処理機を提供する。【解決手段】水平配置された水槽１１内に軸方向に沿って攪拌軸１５を回転可能に設け、水槽１１の一方から連続的に供給される濁水に対して凝集剤を供給し、攪拌軸１５により濁水と前記凝集剤とを攪拌混合して連続的に水槽１１の他方から排出する攪拌槽１０の下部に複数の沈殿室で構成されるカスケード構造の沈殿槽３０を設け、一端の沈殿室３１に攪拌槽１０からダクト２０内を落下して連続的に排出された濁水が供給され、他端の沈殿室３５から上澄み液を槽外に排出する濁水処理機において、攪拌軸１５は、連続的に供給される濁水の流れに対して逆方向の流れを生じさせる逆流攪拌翼１９を有し、攪拌軸１５の一方から他方へ向けて流れる濁水の流れを遅くし、攪拌槽１０内での濁水と凝集剤との攪拌時間を長くする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒形状に形成された水槽内に軸方向に沿って攪拌軸を回転可能に設け、前記水槽の一方から連続的に供給される濁水に対して凝集剤を供給し、前記攪拌軸により濁水と前記凝集剤とを攪拌混合して連続的に前記水槽の他方から排出する攪拌槽と、
前記攪拌槽の下部に配置され、複数の沈殿室が区分けされ、一端の沈殿室に前記攪拌槽から連続的に排出された濁水が供給され、他端の沈殿室から上澄み液を槽外に排出する沈殿槽と、
を有し、
前記攪拌軸は、連続的に供給される濁水の流れに対して逆方向の流れを生じさせる逆流攪拌翼を有し、前記攪拌軸の一方から他方へ向けて流れる濁水の流れを遅くし、前記攪拌槽内での濁水と凝集剤との攪拌時間を長くすることを特徴とする濁水処理機。
【請求項２】
前記攪拌軸には、前記濁水供給部に対応して濁水の流速を規制するスクリュー部が設けられ、且つ前記スクリュー部の下流側に前記逆流攪拌翼が設けられていて、前記スクリュー部のすぐ下流側の部分に対応して前記凝集剤が投入されることを特徴とする請求項１に記載の濁水処理機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建設排水などの濁水中から浮遊物質を取り除くための濁水処理機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、工事現場において発生する汚濁水や、破砕場において発生する洗い水を河川へ放流するための浄化方法として、凝集剤により土粒子を沈殿させ、分離した上澄み液を放流する方法がある。
【０００３】
この凝集剤の混合・攪拌及び沈澱処理の従来の工法としては、攪拌槽に攪拌機をセットし、攪拌した汚濁水をこの攪拌槽からオーバーフローさせて沈殿槽へ送り込み、沈殿槽にて分離させている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、汚濁水が送り込まれ凝集剤が投入される第一攪拌槽と、上端部が解放された隔壁によって該第一攪拌槽と区分けされ、該第一攪拌槽からオーバーフローした汚濁水が送り込まれる第二攪拌槽とを有し、該第一及び第二攪拌槽にそれぞれ攪拌翼が設けられている構成について開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−３４７１０３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の方法では、攪拌効率が低く、処理能力を増大するためには攪拌槽を非常に大型にする必要がある。
【０００７】
また、特許文献１に開示されている構成では、攪拌槽を複数個設けるとともに、攪拌翼及び該攪拌翼を駆動させるモータをそれぞれ複数個設けなければならない。そのため、装置が大型化し部品点数も多くなる。また、攪拌槽中の汚濁水の流れは一つの攪拌翼によって形成されることから、その流れ方向が比較的単純であり十分な攪拌が行われにくく、また、攪拌翼によって形成される流れ方向が一方方向となり、汚濁水を攪拌槽により長く滞留させることが難しい。
【０００８】
本発明は、上記した従来の問題点を解決するためになされたもので、攪拌部を大型化することなく、攪拌部における濁水の滞留時間を長く取り、攪拌混合効率を高めることができる濁水処理機を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、請求項１に記載のように、筒形状に形成された水槽内に軸方向に沿って攪拌軸を回転可能に設け、前記水槽の一方から連続的に供給される濁水に対して凝集剤を供給し、前記攪拌軸により濁水と前記凝集剤とを攪拌混合して連続的に前記水槽の他方から排出する攪拌槽と、前記攪拌槽の下部に配置され、複数の沈殿室が区分けされ、一端の沈殿室に前記攪拌槽から連続的に排出された濁水が供給され、他端の沈殿室から上澄み液を槽外に排出する沈殿槽と、を有し、前記攪拌軸は、連続的に供給される濁水の流れに対して逆方向の流れを生じさせる逆流攪拌翼を有し、前記攪拌軸の一方から他方へ向けて流れる濁水の流れを遅くし、前記攪拌槽内での濁水と凝集剤との攪拌時間を長くすることを特徴とする濁水処理機にある。
【００１０】
第２の発明は、請求項２に記載のように、上記した第１の発明で、前記攪拌軸には、前記濁水供給部に対応して濁水の流速を規制するスクリュー部が設けられ、且つ前記スクリュー部の下流側に前記逆流攪拌翼が設けられていて、前記スクリュー部のすぐ下流側の部分に対応して前記凝集剤が投入されることを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態について図１から図４を参照して説明する。なお、本実施の形態における例示が本発明を限定することはない。
【００１２】
図１は、本実施の形態に係る濁水処理機の一形態の断面図である。図２は該装置の上面図、図３は該装置の左側面図、及び図４は該装置の右側面図である。
【００１３】
図１において、濁水処理機１は、供給される濁水と凝集剤とを混合する攪拌槽１０と、攪拌槽１０内の凝集剤との攪拌済みの濁水が排出される攪拌処理水落しダクト２０と、攪拌槽１０の下側に配置され攪拌処理水落しダクト２０から送り込まれる濁水を一定量保持して濁水中の浮遊物質を沈殿させる沈殿槽３０とを有する。
【００１４】
なお、濁水処理機１における濁水の流れは、攪拌槽１０において図中左側から右側をＡ方向、攪拌処理水落しダクト２０において図中上から下向きをＢ方向、沈殿槽３０において図中右側から左側方向をＣ方向とする。
（攪拌槽）
攪拌槽１０は、円筒形状に形成されたある程度の長さを有する水槽部１１を略水平状態に配置し、この円筒形状の水槽部１１内に攪拌軸１５を水平方向に回転可能に取り付けている。また、水槽部１１の一端側の上部には濁水供給管１２ａが接続さている濁水供給部１２が設けられており、水槽部１１の他端には水槽部１１の上方位置に排出口としての攪拌処理水出口部１３が設けられている。そして、この攪拌処理水出口部１３に攪拌処理水落しダクト２０が装着され、該攪拌処理水出口部１３からオーバーフローした攪拌済みの濁水が下方に向けて落下する。
【００１５】
水槽部１１には、濁水供給部１２に近接して攪拌処理水落しダクト２０側に凝集剤投入口１４が形成され、不図示の凝集剤定量投入装置から所定量の液体又は粉体の凝集剤が水槽部１１内に連続的に投入されるようになっている。
【００１６】
攪拌槽１０では、濁水供給部１２から水槽部１１に連続して濁水が落下供給され、反対側の攪拌処理水出口部１３から凝集剤との攪拌処理済の濁水が排出されるため、濁水の流れは全体として図中Ａ方向になる。
【００１７】
また、攪拌処理水出口部１３は水槽部１１の下流側側面の上部に形成されているため、水槽部１１内の濁水はこの攪拌処理水出口部１３の位置まで液面が維持される。
【００１８】
水槽部１１内に水平方向に沿って配置されている攪拌軸１５は、回転軸を水槽部１１の軸心位置に有しており、沈殿槽３０の上部に取り付けた減速機能付モータ１６とタイミングベルト等を介して連結されて回転駆動される。
【００１９】
この攪拌軸１５には、回転軸部１５ａに濁水供給部１２に対応して送りスクリュー部１７が設けられている。送りスクリュー部１７は、濁水供給部１２から供給される濁水を掻き混ぜて、濁水中の浮遊物質が均質とする一方、送りスクリュー部１７のピッチ角として、濁水を若干下流に送り込む程度、又はほとんど０°に近い構成とし、供給されたばかりの濁水が急激に下流側へ移動しないようにせき止める機能も有している。このため、供給されたばかりの濁水は送りスクリュー部１７によって徐々に下流側に移動する。
【００２０】
送りスクリュー部１７のすぐ下流側の部分の軸部１５ａには何も設けていないが、この部分の上方に凝集剤投入口１４が配置され、ここから適量の凝集剤が投入される。このとき、凝集剤投入口１４の下側の濁水は、送りスクリュー部１７からゆっくりとした流速で濁水が移動しているため、凝集剤と濁水とは効率良く混合される。なお、本実施の形態では、凝集剤と濁水との拡散及び混合が効率良く行われるため、凝集剤は液体及び固体の種類に関係なくいずれであっても使用することができる。
【００２１】
また、凝集剤投入口１４に設けた前記凝集剤定量投入装置によって凝集剤を濁水の流量に合わせて投入するように、液体の凝集剤用にはバルブ、固体の凝集剤用にはロードセル付のホッパーなどが設けられている。そして、濁水の供給量に応じて凝集剤の投入量が調整される。
【００２２】
攪拌軸１５の軸部１５ａには、凝集剤投入口１４の下側に対応する位置より下流側に、適当な間隔を有して複数個のパドル（第一の攪拌翼）１８が設けられている。これらのパドル１８は、それぞれ、軸部１５ａの軸方向に対してピッチ角を０°（軸方向と平行）として羽部が設けられている。本実施の形態では、パドル１８は等間隔で３個設けている。攪拌軸１５の軸部１５ａは水槽部１１の中心軸と同一軸心上であるため、羽部の先端を水槽部１１の内壁に近接する位置まで延ばすと、水槽部１１内の濁水を円周方向全域に渡って効率良く掻き混ぜることができる。なお、前記羽部は、濁水を若干下流側に送るように、軸部１５ａの軸方向に対して下流側へ送る方向のピッチとすることもできる。
【００２３】
また、攪拌軸１５の軸部１５ａには、凝集剤投入口１４に対応する位置より下流側に、適当間隔を有して複数個の攪拌翼（第二の攪拌翼）１９を設けており、本実施の形態において、攪拌翼１９はパドル１８と交互になるように２個設けている。
【００２４】
本実施の形態において、これらの攪拌翼１９は、夫々軸部１５ａの軸方向上流側（送りスクリュー部１７）に向かって濁水を移動させる方向のピッチ角を有している。この攪拌翼１９の翼の直径は短く形成され、小さな水流を生じさせる程度としている。
【００２５】
このため、送りスクリュー部１７から下流に向かう濁水は、全体として攪拌処理水排出部１３に向かって図中Ａ方向に流れるが、これらの攪拌翼１９によって下流側に向かう濁水の流速がより低速となるように制御して凝集剤と濁水との反応時間を長くして凝集剤との混合効率を高めると共に、逆向きの流れで対流を生じさせ、凝集剤と濁水との攪拌をより一層活発化させている。
【００２６】
すなわち攪拌翼１９の作用により、一端下流側に流された濁水が再び上流側に戻されることになるため、攪拌槽１０での濁水の滞留時間が長くなる。また、濁水の流れが種々の方向性を持つため濁水中の浮遊物質及び凝集剤が均質な分布となる。これより、攪拌槽１０において、濁水と凝集剤とを効率良く混合することができる。
【００２７】
また、パドル１８と攪拌翼１９は軸方向に沿って交互に配置されているため、水槽部１１中に種々の濁水の流れがより効率良く発生する。
【００２８】
また、これらのパドル１８及び攪拌翼１９は、同じ軸部１５ａに設けられているため、このような攪拌は一つの駆動力で行うことができ、装置が小型化し部品点数が少なくなる。
【００２９】
また、水槽部１１に濁水が供給されない間では、濁水は図中Ａ方向に流れないため、濁水の流れが一方向になり攪拌が十分に行われない可能性がある。しかし、本実施の形態では、攪拌翼１９によって濁水が上流側に逆流する方向に流されるため、待機中も濁水は効率良く攪拌される。
【００３０】
このように、濁水はパドル１８及び攪拌翼１９によって水槽部１１の一端側から他端側へと移動する間に十分に凝集剤との混合が行われ、他端側の上位部に位置する攪拌処理水出口部１３から連続的に排出され、攪拌処理水落しダクト２０を介して下部の沈殿槽３０へと供給される。
（攪拌処理水落しダクト）
攪拌処理水落しダクト２０の下端部は、沈殿槽３０の他端部において、沈殿槽３０内まで挿入されている。
【００３１】
攪拌処理水落しダクト２０はダクト本体２１の内部に複数のカスケード部材２１が上下方向において先端部が重なり合うようにして互い違いに配設され、攪拌槽１０から排出された凝集剤との混合処理済みの濁水が急激に落下しないようになっているの。このため、ダクト２０から沈殿槽３０に濁水が威勢良く落下したときに沈殿槽３０内が掻き回され、底に溜まった浮遊物質が拡散しないようにし、また沈殿槽３０中の沈殿物が再び浮遊しないようにしている。このような構成によれば、沈殿槽３０における沈殿時間を短縮することができる。
（沈殿槽）
沈殿槽３０は、複数の隔壁によって第１の沈殿室３１、第２の沈殿室３２、第３の沈殿室３３、第４の沈殿室３４、第５の沈殿室３５を図中Ｃ方向に向かって区分けされたている。
【００３２】
攪拌処理水落しダクト２０から沈殿槽３０に供給される濁水は、第１の沈殿室３１から第５の沈殿室３５まで緩やかに流されながら、第５の沈殿室３５の側面上位部に設けられた上澄み液排出部３６から排出される。
【００３３】
第１の沈殿室３１は、沈殿槽３０の底面部から水位の略中間部まで立設された隔壁３１ａによって区分けされる。隔壁３１ａは上部が第１の沈殿室３１の内方向に傾斜し、これより、第１の沈殿室３１から第２の沈殿室３２へ浮遊物質や沈殿物が流れ込むのを防いでいる。また、攪拌処理水落しダクト２０と第一の沈殿室３１との間には隔壁３１ｂが設けられ、攪拌処理水落しダクト２０の下部で濁流の落下で生じる濁水の対流により沈殿室３１の上方に沈殿物等が舞い上がらないようにして沈殿効果を高めている。
【００３４】
第１の沈殿室３１に続く第２の沈殿室３２は、沈殿槽３０の底面から沈殿槽３０の高さの略中間まで立設された隔壁３２ａによって区分けされる。隔壁３２ａは第２の沈殿室３２の内方向に若干傾斜して設けられており、上端部が第二の沈殿室３２内方向に略逆Ｕ字状に湾曲している。また、第２の沈殿室３２には、沈殿槽３０の天板部から下方に向け、且つ下流側に傾斜し、先端部が上流側に略Ｕ字状に湾曲した隔壁３２ｂが設けられており、隔壁３２ａ及び３２ｂのそれぞれ上流側の壁面には板状に形成された突起板３２ａ´及び３２ｂ´が設けられている。そして、突起板３２ａ´によって、沈殿物の舞い上がりを抑え、また突起板３２ｂ´によって第１の沈殿室３１から流れ込む上澄み液によって第２の沈殿室３２内に対流が発生するのを抑え、底部に沈殿している沈殿物の舞い上がりを防ぐようにしている。
【００３５】
第２の沈殿室３２に続く第３の沈殿室３３は、沈殿槽３０の底面部から天板部まで略垂直に立設した隔壁３３ａが設けられている。この隔壁３３ａの上位部には、隣の第４の沈殿室３４とこの第３の沈殿室３３との間に跨って略逆Ｕ字形状の落し込み管３７が設けられており、第３の沈殿室３３側に開口する下向きの入口部３７ｂは第３の沈殿室３３の液位よりも低い位置に設けている。このため、第３の沈殿室３３の液面に浮いた木片等を吸い込まず、第３の沈殿室３３内の上澄み液のみを第４の沈殿室に流し込むことができるようになっている。
【００３６】
なお、落しこみ管３７の入り口部３７ｂの下方に遮蔽板３７が設けられ、第３の沈殿室３３の底部側の水等を直接吸い込まないようにしている。このように、第三の沈殿室３３では、沈澱処理がかなり進み、上澄み液も相当浄化されているため、第４の沈殿室３４へは極力汚染されていない処理された上澄み液を送り込むようにしており、第４の沈殿室３４側における落し込み管３７は遮蔽板３７に沿って底部近くまで下方に延びており、落し込み管３７の出口３７ｃから排出される第３の沈殿室３３からの上澄み液によって第４の沈殿室３４内に対流が発生するのを極力防ぎ、清澄された上面の上澄み液に影響を与えないようにしている。
【００３７】
最終の沈殿室である第５の沈殿室の一つ手前の第４の沈殿室３４は、沈殿槽３０の底面部から所定の高さまで上流側に傾斜した隔壁３４ａによって区分けされており、上澄み液は殆ど浮遊物が混ざっておらず、きれいな上澄み液が隔壁３４ａの上端部から第５の沈殿室３５に送り込まれることになる。
【００３８】
第５の沈殿室３５の下流側側壁面の上部には、上澄み液排出開口部３６が形成されており、この上澄み液排出開口部３６は隔壁３４ａよりも低い位置とし、第５の沈殿室３５から第４の沈殿室３４に処理水が逆流しないようになっている。そして、第５の沈殿室３５内の処理水の上澄液が上澄み液排出開口部３６から不図示の排水管を通して河川等に連続的に排出される。このように排出される上澄み液の中には殆ど浮遊物質や沈殿物が含まれず、安全に排水することができる。
【００３９】
一方、最初の沈殿室である第１の沈殿室３１では、攪拌処理水落しダクト２０から送り込まれる濁水中に含まれる浮遊物質のうち大部分が沈殿され、次の第２の沈殿室３２で残りの浮遊物質の殆どが沈殿されたことが知見された。これは、攪拌槽１０において濁水と凝集剤とが十分に混合されているためより効率良く沈殿が行われたものと思われる。
【００４０】
そこで、本実施の形態では、第１の沈殿室３１の底部に沈殿した沈殿物４０ａを除去するために、第１の沈殿室３１の底部にスクリューコンベア３８を設けている。このスクリューコンベア３８は、ケーシング内にスクリュー軸を設けたもので、第１の沈殿室３１内において該ケーシングの一部が開口し、この開口を通して該ケーシング内に沈殿物が取り込まれ、該スクリュー軸の回転により沈殿物が軸方向の一方に移送される。沈殿物の移送側の端部には、沈殿物排出管が取り付けられ、この沈殿物排出管を通して沈殿物が沈殿物処理槽等に送られる。なお、スクリュー３８のスクリュー軸はスクリュー用モータ３８ａにより回転駆動される。
【００４１】
次に、第２の沈殿室３２で生じる沈殿物４０ｂは、少量であり、かつ小さい粒子のものがほとんどであるため、第２の沈殿室の底部にドレイン管（不図示）を取り付け、不図示のドレインコックを開放して定期的に抜き取り、上記した沈殿物処理槽等に送れば良い。
【００４２】
なお、本実施の形態の濁水処理機１は、砂利・破石プラントから発生する濁水、ダム・トンネルなどの建設工事から排出される濁水、土木・建設工事から発生する濁水、染色・食品・薬品・養魚場などから排出される濁水などを処理するのに適用することができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、攪拌槽を大型化することなく、攪拌槽内に連続供給される濁水の滞留時間を長くとり、攪拌混合効率を高めることができ、連続的に処理水を排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る濁水処理機の断面図である。
【図２】図１の濁水処理機の上面図である。
【図３】図１の濁水処理機の左側面図である。
【図４】図１の濁水処理機の右側面図である。
【符号の説明】
１…濁水処理機
１０…攪拌槽
１１…水槽部
１２…濁水供給部
１３…攪拌処理水出口部
１４…凝集剤投入口
１５…攪拌軸
１６…減速機能付モータ
１７…送りスクリュー部
１８…パドル
１９…攪拌翼
２０…攪拌処理水落しダクト
２１…カスケード部材
３０…沈殿槽
３１…第１の沈殿室
３１ａ、ｂ…隔壁
３２…第２の沈殿室
３２ａ、ｂ…隔壁
３２ａ´、ｂ´…突起板
３３…第３の沈殿室
３３ａ、ｂ…隔壁
３４…第４の沈殿室
３４ａ…隔壁
３５…第５の沈殿室
３６…上澄み液排出部
３７…落し込み管
３７ａ…遮蔽板
３８…スクリュー
３８ａ…スクリュー用モータ
４０ａ、ｂ…沈殿物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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